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Description
本発明は、重希土類元素RH(DyおよびTbの少なくとも一方からなる)をR−T−B系焼結磁石の内部に拡散するための処理装置に関している。 The present invention relates to a processing apparatus for diffusing a heavy rare earth element RH (consisting of at least one of Dy and Tb) into an RTB-based sintered magnet.
R2T14B型化合物を主相とするR−T−B系焼結磁石は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ(VCM)や、ハイブリッド車搭載用モータ等の各種モータや家電製品等に使用されている。R-T-B system sintered magnets mainly composed of R 2 T 14 B-type compounds are known as the most powerful magnets among permanent magnets, and include hard disk drive voice coil motors (VCM), It is used for various motors such as motors for hybrid vehicles and home appliances.
R−T−B系焼結磁石は、高温域で保磁力が低下するため、不可逆熱減磁が起こる。不可逆熱減磁を回避するため、モータ用等に使用する場合、高温域でも高い保磁力を維持することが要求されている。 An R-T-B sintered magnet has irreversible thermal demagnetization because its coercive force decreases at high temperatures. In order to avoid irreversible thermal demagnetization, when used for a motor or the like, it is required to maintain a high coercive force even in a high temperature range.
R2T14B型化合物相を重希土類元素RH(Dy、Tbの少なくとも一方からなる)で置換すると、R−T−B系焼結磁石の保磁力が向上することが知られている。高温域でも高い保磁力を得るためには、R−T−B系焼結磁石中に重希土類元素RHを多く添加することが有効であると考えられてきた。It is known that when the R 2 T 14 B type compound phase is replaced with a heavy rare earth element RH (consisting of at least one of Dy and Tb), the coercive force of the RTB-based sintered magnet is improved. In order to obtain a high coercive force even in a high temperature range, it has been considered effective to add a large amount of heavy rare earth element RH to the RTB-based sintered magnet.
しかし、R−T−B系焼結磁石において、軽希土類元素RL(Nd,Prの少なくとも一方からなる)を重希土類元素RHで置換すると、保磁力が向上する一方、残留磁束密度が低下してしまうという問題がある。また、重希土類元素RHは希少資源であるため、その使用量を削減することが求められている。 However, in the R-T-B based sintered magnet, replacing the light rare earth element RL (consisting of at least one of Nd and Pr) with the heavy rare earth element RH improves the coercive force while reducing the residual magnetic flux density. There is a problem of end. Further, since the heavy rare earth element RH is a rare resource, it is required to reduce the amount of use thereof.
そこで、近年、残留磁束密度を低下させず、より少ない重希土類元素RHによって焼結磁石の保磁力を向上させることが検討されている。本出願人は、既に特許文献1において、R−T−B系焼結磁石体表面にDy等の重希土類元素RHを供給しつつ、該表面から重希土類元素RHをR−T−B系焼結磁石体の内部に拡散させる方法(蒸着拡散)を開示している。特許文献1に開示されている方法では、高融点金属材料からなる拡散処理装置の内部において、R−T−B系焼結磁石体とRHバルク体とが所定間隔をあけて対向配置される。拡散処理装置は、複数のR−T−B系焼結磁石体を保持する部材と、RHバルク体を保持する部材とを備えている。このような装置を用いる方法では、拡散処理装置内にRHバルク体を配置する工程、保持部材と網を載せる工程、網の上にR−T−B系焼結磁石体を配置する工程、更にその上に保持部材と網を載せる工程、網の上に上方のRHバルク体を配置する工程、拡散処理装置を密閉して蒸着拡散を行う工程という一連の作業が必要となる。
Therefore, in recent years, it has been studied to improve the coercive force of the sintered magnet with a smaller amount of heavy rare earth element RH without reducing the residual magnetic flux density. In the
特許文献2は、R−T−B系金属間化合物磁性材料の磁気特性を向上させることを目的として、低沸点のYb金属粉末とR−T−B系焼結磁石成形体とを耐熱密封容器内に封入して加熱することを開示している。特許文献2の方法では、Yb金属の被膜を焼結磁石成形体の表面に均一に堆積し、この被膜から焼結磁石の内部に希土類元素を拡散させる(特許文献2の実施例5)。
特許文献1の方法では、拡散処理装置内において、R−T−B系焼結磁石体と重希土類元素RHからなるRHバルク体とを離間して配置する必要がある。このため、配置のための工程に手間がかかり、量産性に劣るという問題がある。また、DyやTbの供給が昇華によってなされるため、R−T−B系焼結磁石体への拡散量を増加して、より高い保磁力を得るには長時間を要する。
In the method of
一方、特許文献2の開示によると、Yb、Eu、Smのように飽和蒸気圧の高い希土類金属であれば、焼結磁石体への被膜の形成と被膜からの拡散とを同一温度範囲(例えば800〜850℃)の熱処理によって実行することが可能である。しかし、DyやTbのように蒸気圧の低い希土類元素をR−T−B系焼結磁石体表面へ被膜・堆積するためには、高周波加熱用コイルを用いた誘導加熱により希土類金属を選択的に高温に加熱することが必要になる。このようにDyやTbをR−T−B系焼結磁石体よりも高い温度に加熱する場合は、DyおよびTbをR−T−B系焼結磁石体と離間させることが必要になる。特に、特許文献2の技術思想及び方法によれば、R−T−B系焼結磁石体の表面にDyやTbの被膜が厚く(例えば数十μm以上)形成されるため、R−T−B系焼結磁石体の表面近傍において主相結晶粒の内部にDyやTbが拡散してしまうため、残留磁束密度Brの低下が発生することになる。On the other hand, according to the disclosure of
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、残留磁束密度を低下させることなくDyやTbの重希土類元素RHをR−T−B系焼結磁石体の表面から内部に拡散させるための量産に適した処理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to reduce the heavy rare earth elements RH such as Dy and Tb from the surface of the R-T-B system sintered magnet body without reducing the residual magnetic flux density. An object of the present invention is to provide a processing apparatus suitable for mass production for diffusing.
本発明の処理装置は、重希土類元素RH(DyおよびTbの少なくとも一方からなる)の金属または合金からなるRH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体を加熱しながら回転する拡散処理部と、前記拡散処理部に隣接し、前記拡散処理部から送出した前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体から前記RH拡散源を選択的に分離するため回転する分離部と、前記拡散処理部および前記分離部を傾ける傾斜機構とを備える。 The processing apparatus of the present invention includes a diffusion processing section that rotates while heating an RH diffusion source and an RTB-based sintered magnet body made of a metal or alloy of heavy rare earth element RH (consisting of at least one of Dy and Tb). And a separation unit that is adjacent to the diffusion processing unit and rotates to selectively separate the RH diffusion source from the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body delivered from the diffusion processing unit. And an inclination mechanism for inclining the diffusion processing part and the separation part.
好ましい実施形態において、前記分離部は、前記RH拡散源を外部に排出する複数の開口部を有しており、前記開口部の大きさは、R−T−B系焼結磁石体よりも小さい。 In a preferred embodiment, the separation part has a plurality of openings for discharging the RH diffusion source to the outside, and the size of the opening is smaller than that of the R-T-B system sintered magnet body. .
好ましい実施形態において、前記分離部は、回転させられながら、前記R−T−B系焼結磁石体を前記拡散処理部に送出し、前記拡散処理部は、前記分離部から移動してきた前記R−T−B系焼結磁石体に対する熱処理を行う。 In a preferred embodiment, while the separation unit is rotated, the RTB-based sintered magnet body is sent to the diffusion processing unit, and the diffusion processing unit has moved from the separation unit. -Heat treatment is performed on the TB sintered magnet body.
好ましい実施形態において、前記拡散処理部は、第1内壁部を収容する第1外壁部を有し、前記分離部は、第2内壁部を収容する第2外壁部を有し、少なくとも前記第1内壁部は、円筒形で、Mo、W、Nb、Taの少なくとも1種からなる金属または合金からなる。 In a preferred embodiment, the diffusion processing section has a first outer wall section that houses a first inner wall section, and the separation section has a second outer wall section that houses a second inner wall section, and at least the first The inner wall portion has a cylindrical shape and is made of a metal or alloy made of at least one of Mo, W, Nb, and Ta.
さらに好ましい実施形態において、前記内壁部と前記外壁部との間にはシート状の緩衝部材が配置されている。 In a more preferred embodiment, a sheet-like buffer member is disposed between the inner wall portion and the outer wall portion.
好ましい実施形態において、前記拡散処理部の内壁部には、螺旋状の邪魔板が設けられており、前記拡散処理部の邪魔板は、第1方向に回転するとき、前記拡散処理部内の前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を前記分離部に送出し、かつ、前記第1方向とは反対の第2方向に回転するとき、前記拡散処理部内の前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を前記拡散処理部内に保持する。 In a preferred embodiment, a spiral baffle plate is provided on the inner wall portion of the diffusion processing unit, and the baffle plate of the diffusion processing unit rotates in the first direction when the RH in the diffusion processing unit. When the diffusion source and the RTB-based sintered magnet body are sent to the separation unit and rotated in a second direction opposite to the first direction, the RH diffusion source in the diffusion processing unit and The RTB-based sintered magnet body is held in the diffusion processing unit.
本発明の他の処理装置は、重希土類元素RH(DyおよびTbの少なくとも一方からなる)の金属または合金からなるRH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体を加熱しながら回転する拡散処理部と、前記拡散処理部に隣接し、前記拡散処理部から送出した前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体から前記RH拡散源を選択的に分離するため回転する分離部と、前記分離部に隣接し、前記拡散処理部で重希土類元素RHが拡散された前記R−T−B系焼結磁石体に対して、前記RH拡散源が取り除かれた状態で回転しながら熱処理を行う熱処理部と、少なくとも前記拡散処理部、前記分離部および前記熱処理部を傾ける傾斜機構とを備える。 Another processing apparatus of the present invention is a diffusion that rotates while heating an RH diffusion source and an RTB-based sintered magnet body made of a metal or alloy of heavy rare earth element RH (consisting of at least one of Dy and Tb). A separation section that rotates adjacent to the processing section and the RH diffusion source adjacent to the diffusion processing section and selectively separates the RH diffusion source from the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body delivered from the diffusion processing section. And the R-T-B system sintered magnet body in which the heavy rare earth element RH is diffused in the diffusion processing unit, adjacent to the separation unit, and rotated with the RH diffusion source removed. A heat treatment part that performs heat treatment while at least the tilting mechanism that inclines the diffusion treatment part, the separation part, and the heat treatment part.
好ましい実施形態において、前記分離部は、前記拡散処理部から受け取った前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を、前記熱処理部に移動させながら、前記RH拡散源を外部に排出する複数の開口部を有している。 In a preferred embodiment, the separation unit moves the RH diffusion source to the outside while moving the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body received from the diffusion processing unit to the heat treatment unit. It has a plurality of openings for discharging.
好ましい実施形態において、前記拡散処理部は、前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を収容する円筒形状の第1内壁部を有し、前記駆動部によって回転させられながら、前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を前記分離部に送出し、前記分離部は、前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を収容し、開口部が設けられた円筒形状の第2内壁部を有し、前記駆動部によって回転させられながら、前記RH拡散源を前記開口部から外部に排出し、かつ、前記R−T−B系焼結磁石体を前記熱処理部に送出し、前記熱処理部は、前記R−T−B系焼結磁石体を収容する円筒形状の第3内壁部を有し、前記駆動部によって回転させられながら、前記R−T−B系焼結磁石体を排出口に送出する。 In a preferred embodiment, the diffusion processing unit has a cylindrical first inner wall that accommodates the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body, and is rotated by the driving unit, The RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body are sent to the separation unit, and the separation unit accommodates the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body, and has an opening. A cylindrical second inner wall provided with a portion, and while being rotated by the drive unit, the RH diffusion source is discharged from the opening to the outside, and the RTB-based sintering is performed The magnet body is sent to the heat treatment part, and the heat treatment part has a cylindrical third inner wall part that accommodates the RTB-based sintered magnet body, and is rotated by the drive part while The RTB-based sintered magnet body is delivered to the discharge port.
好ましい実施形態において、前記拡散処理部および前記熱処理部の内壁部には、螺旋状の邪魔板が設けられており、前記拡散処理部の邪魔板は、前記熱処理部の邪魔板とは螺旋方向が反対向きとなるように保持されている。 In a preferred embodiment, a spiral baffle plate is provided on an inner wall portion of the diffusion treatment section and the heat treatment section, and the baffle plate of the diffusion treatment section has a spiral direction with respect to the baffle plate of the heat treatment section. It is held in the opposite direction.
好ましい実施形態において、前記拡散処理部は、前記第1内壁部を収容する第1外壁部を有し、前記分離部は、前記第2内壁部を収容する第2外壁部を有し、前記熱処理部は、前記第3内壁部を収容する第3外壁部を有し、少なくとも前記第1内壁部および前記第3内壁部は、円筒形で、Mo、W、Nb、Taの少なくとも1種からなる金属または合金からなる。 In a preferred embodiment, the diffusion processing section has a first outer wall section that houses the first inner wall section, and the separation section has a second outer wall section that houses the second inner wall section, and the heat treatment The portion has a third outer wall portion that accommodates the third inner wall portion, and at least the first inner wall portion and the third inner wall portion are cylindrical and are made of at least one of Mo, W, Nb, and Ta. Made of metal or alloy.
さらに好ましい実施形態において、前記内壁部と前記外壁部との間にはシート状の緩衝部材が配置されている。 In a more preferred embodiment, a sheet-like buffer member is disposed between the inner wall portion and the outer wall portion.
本発明によれば、重希土類元素RH(DyおよびTbの少なくとも一方からなる)の金属または合金からなるRH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体を加熱しながら回転する拡散処理部と、RH拡散源を選択的に分離する分離部を備えているため、残留磁束密度を低下させることなく保磁力の向上した焼結磁石をRH拡散処理工程から熱処理工程まで効率よくスムーズに作製することができる。 According to the present invention, an RH diffusion source composed of a metal or alloy of heavy rare earth element RH (consisting of at least one of Dy and Tb) and a diffusion treatment section that rotates while heating an RTB-based sintered magnet body; Because it has a separation part that selectively separates the RH diffusion source, it can efficiently and smoothly produce a sintered magnet with improved coercive force without reducing the residual magnetic flux density from the RH diffusion treatment process to the heat treatment process. Can do.
本発明の処理装置は、RH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体を加熱し、かつ攪拌するため回転することができる拡散処理部を備えている。ここで、RH拡散源は、重希土類元素RH(DyおよびTbの少なくとも一方からなる)の金属または合金からなる。RH拡散源の好ましい形態などについては、後述する。 The processing apparatus of the present invention includes a diffusion processing unit that can rotate to heat and stir the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body. Here, the RH diffusion source is made of a metal or alloy of heavy rare earth element RH (consisting of at least one of Dy and Tb). A preferred form of the RH diffusion source will be described later.
拡散処理部内では、最初に複数のRH拡散源と複数のR−T−B系焼結磁石体とが混在する状態で加熱が行われ、RH拡散源からR−T−B系焼結磁石体に重希土類元素RHが供給される。拡散処理部内に装入されたRH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体は、保持部材などによって固定されておらず、相対的に移動可能である。また、これらのRH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体は、拡散処理部の回転により、拡散処理部内で移動し、相互に近接または接触することができる。 In the diffusion processing section, heating is first performed in a state where a plurality of RH diffusion sources and a plurality of RTB-based sintered magnet bodies coexist, and the RTB-based sintered magnet body is transferred from the RH diffusion source. Is supplied with heavy rare earth element RH. The RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body charged in the diffusion processing unit are not fixed by a holding member or the like and are relatively movable. Further, the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body can move in the diffusion processing unit by the rotation of the diffusion processing unit, and can approach or come into contact with each other.
RH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体は、拡散処理部の回転により、近接、離間しながら、加熱手段により、好ましくは500℃以上1000℃以下の温度範囲に保持される。拡散処理部が回転することにより、R−T−B系焼結磁石体とRH拡散源とは、拡散処理部内で連続的にまたは断続的に移動するため、R−T−B系焼結磁石体とRH拡散源との接触部の位置は変化し、R−T−B系焼結磁石体とRH拡散源とは、近接・離間を繰り返す。こうした運動を加熱状態で継続するとき、重希土類元素RHがRH拡散源からR−T−B系焼結磁石体に供給されるとともに、R−T−B系焼結磁石体の内部に拡散する(RH拡散処理工程)。 The RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body are preferably held in a temperature range of 500 ° C. or more and 1000 ° C. or less by the heating unit while being moved close to and away from each other by rotation of the diffusion processing unit. As the diffusion processing section rotates, the RTB-based sintered magnet body and the RH diffusion source move continuously or intermittently within the diffusion processing section, so that the RTB-based sintered magnet The position of the contact portion between the body and the RH diffusion source changes, and the RTB-based sintered magnet body and the RH diffusion source repeat proximity and separation. When such a motion is continued in a heated state, the heavy rare earth element RH is supplied from the RH diffusion source to the RTB-based sintered magnet body and diffuses into the RTB-based sintered magnet body. (RH diffusion treatment process).
本発明の処理装置は、RH拡散処理工程が終了した後、拡散処理部から移動してきたRH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体のうちのRH拡散源を選択的にR−T−B系焼結磁石体から分離する分離部を備えている。 In the processing apparatus of the present invention, after the RH diffusion processing step is completed, the RH diffusion source that has moved from the diffusion processing section and the RH diffusion source of the R-T-B based sintered magnet body are selectively subjected to RT. -It has the isolation | separation part isolate | separated from a B type sintered magnet body.
上述の拡散処理部は、RH拡散源が分離された後、R−T−B系焼結磁石体のみの熱処理に用いることも可能である。 The above diffusion processing unit can also be used for heat treatment of only the RTB-based sintered magnet body after the RH diffusion source is separated.
本発明の処理装置は、拡散処理部で重希土類元素RHの供給を受け、重希土類元素RHを拡散したR−T−B系焼結磁石体に対して追加的な熱処理を行うための熱処理部を備えていてもよい。熱処理部で行う追加的な熱処理とは、RH拡散源が取り除かれた状態で実行される熱処理である。この熱処理は、拡散処理部でRH拡散源からR−T−B系焼結磁石体に供給された重希土類元素RHを、R−T−B系焼結磁石体の内部に更に奥深く拡散させる。 The treatment apparatus of the present invention is supplied with heavy rare earth element RH in the diffusion treatment section, and performs a heat treatment section for performing additional heat treatment on the RTB-based sintered magnet body in which heavy rare earth element RH is diffused. May be provided. The additional heat treatment performed in the heat treatment unit is a heat treatment performed in a state where the RH diffusion source is removed. In this heat treatment, the heavy rare earth element RH supplied from the RH diffusion source to the RTB-based sintered magnet body in the diffusion processing section is further diffused deeply into the RTB-based sintered magnet body.
好ましい実施形態において、分離部は、拡散処理部から送出されたRH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体を熱処理部に移動させながら、RH拡散源を選択的に外部に排出する開口部を有している。この分離部におけるRH拡散源の排出により、次の熱処理工程にスムーズに移行することが可能になる。 In a preferred embodiment, the separation unit is an opening that selectively discharges the RH diffusion source to the outside while moving the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body delivered from the diffusion processing unit to the heat treatment unit. Has a part. By discharging the RH diffusion source in the separation unit, it is possible to smoothly shift to the next heat treatment step.
本発明の拡散処理部、分離部、熱処理部は、好ましい形態において、傾斜した状態で回転しながらR−T−B系焼結磁石体、RH拡散源等の処理対象物を加熱することができる。 In a preferred embodiment, the diffusion treatment unit, separation unit, and heat treatment unit of the present invention can heat an object to be treated such as an RTB-based sintered magnet body or an RH diffusion source while rotating in an inclined state. .
本発明では、R−T−B系焼結磁石体、RH拡散源等の処理対象物を、大気に暴露することなく、順次、拡散処理部から分離部へ、分離部から熱処理部へと移動させることができる。 In the present invention, a processing object such as an RTB-based sintered magnet body and an RH diffusion source is sequentially moved from the diffusion processing section to the separation section and from the separation section to the heat treatment section without being exposed to the atmosphere. Can be made.
(実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の処理装置の好ましい実施形態を説明する。本発明は、この実施形態に限定されるものではない。(Embodiment)
Hereinafter, preferred embodiments of the processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
図1は、本実施形態における処理装置の構成を示す概略図である。図示されている処理装置は、RH拡散処理と必要に応じて熱処理とを行うための拡散処理部10と、拡散処理部10から移動してきたRH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1からRH拡散源2を選択的に分離し、必要に応じてRH拡散処理後のR−T−B系焼結磁石体1のみを拡散処理部10に送出する分離部20とを備えている。本実施形態では、分離部20が拡散処理部10と連結している。拡散処理部10と分離部20は印籠継ぎ手で接続されている。R−T−B系焼結磁石体1は、RH拡散処理工程、RH拡散源の分離工程、および熱処理工程が順次行われる間、大気に暴露されることがない。また、RH拡散処理工程と熱処理工程との間に行われるRH拡散源の分離工程において、RH拡散源は人手を介することなく分離されるため、処理温度を下げることなく、RH拡散源2の分離工程を行うことが可能になる。その結果、RH拡散処理工程から熱処理工程までの生産性が向上する。ここで、図1では拡散処理部10と分離部20が直接連結されているが、路管を介して接続してもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a processing apparatus in the present embodiment. The illustrated processing apparatus includes a
拡散処理部10には投入口15が設けられている。投入口15からは、RH拡散処理前のR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とが拡散処理部10の内部に投入される。RH拡散処理工程、分離工程、熱処理工程が終了したR−T−B系焼結磁石体1は投入口15から処理装置外に取り出される。
The
分離部20と連結された拡散処理部10は、図1では路管から構成され、回転可能に支持されている。
The
拡散処理部10および分離部20の少なくとも一方には、拡散処理部10および分離部20を傾斜させる傾斜機構50が設けられている。傾斜機構50の働きにより、拡散処理部10および分離部20は、水平または傾斜状態をとることができる。本実施形態における拡散処理部10および分離部20は、それらの全体が一体で傾斜することができる。拡散処理部10および分離部20は、不図示のモータによって回転することができる。拡散処理部10および分離部20は、水平状態および傾斜状態のいずれの場合においても回転することが可能であり、回転の方向および速度は、任意に設定され得る。
At least one of the
次に、図2を参照する。図2は、図1の処理装置の断面構成を模式的に示す図である。 Reference is now made to FIG. FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of the processing apparatus of FIG.
図2に示すように、拡散処理部10は、内部にRH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を収容する空間を有し、分離部20を下方に傾斜した状態で回転することにより、RH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を分離部20に送出することができる。また、逆方向に傾けることで分離部20から拡散処理部10へR−T−B系焼結磁石体1を送出することも可能である。分離部20も、傾斜した状態で回転することにより、RH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1の中からRH拡散源2のみを効率的に外部に排出することができる。
As shown in FIG. 2, the
拡散処理部10の材料は、500〜1000℃程度の温度に耐える耐熱性を有し、少なくとも内壁部は、R−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2と反応しにくい材料から形成されることが好ましい。拡散処理部10の内壁部は、例えば、Nb、Mo、W、Taの金属またはそれらの少なくとも1種を含む合金から形成され得る。また、Fe−Cr−Al系合金、Fe−Cr−Co系合金を用いてもよい。このことは、後述する分離部20でも同様である。
The material of the
図6(a)は、拡散処理部10の軸方向に垂直な断面構成の一例を示している。この例における拡散処理部10は、上記の金属または合金からなる円筒状の内壁部14と、この内壁部14を収容する外壁部12とを備えている。外壁部12は、例えばステンレスから形成される。ここで、拡散処理部10の内壁部14は、少なくとも分離部20の内壁部14と接する部位において、分離部20の内壁部14と同じ径になるように設定し、接続しているので、拡散処理部10と分離部20との間でのR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2の移動がスムーズにできる。さらに、RH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を分離部20へ搬送するために内壁部14内部に図3(a)および(b)に示すような邪魔板70、80を設置する。邪魔板は通常内壁部に接続し、拡散処理部の回転に追随するようにするが、内壁部に接続せず独自に回転するようにしてもよい。
FIG. 6A shows an example of a cross-sectional configuration perpendicular to the axial direction of the
本実施形態では、RH拡散処理動作の開始前後で900℃近い温度変化が生じ得るため、外壁部12と内壁部14とを、それぞれ、異なる熱膨張係数を有する材料から形成する場合は、外壁部12と内壁部14を密着して固定すると、熱膨張または熱収縮によって外壁部12と内壁部14とが剥がれてしまったり、内壁部14が裂けたりする恐れがある。外壁部12と内壁部14とを、それぞれ、異なる熱膨張係数を有する材料から形成する場合は、外壁部12と内壁部14とが衝突しないように、外壁部12と内壁部14とに隙間を設け、ボルトにて固定することがさらに好ましい。さらに外壁部12と内壁部14との間には、シート状の緩衝部材が配置されていることが好ましい。この緩衝部材は、耐熱性を有する例えばカーボン、セラミックス材料または耐熱性を有する金属材料から好適に形成され、例えば耐熱フエルトなどの不織布から形成されていても良い。
In this embodiment, since a temperature change close to 900 ° C. may occur before and after the start of the RH diffusion treatment operation, when the
図6(b)は、内壁部14の他の構成例を示す図である。図6(b)に示す内壁部14は、金属プレートを円筒状に丸め、その一端14aと他端14bとが常温時に重なりあうように設計されている。内壁部14を構成する金属プレートの一端14aと他端14bとは固定されておらず、熱膨張および熱収縮に応じて重なりの程度が変化し得る。このため、900℃程度の温度変化が生じて、内壁部14の外径が大きく変化しても、外壁部12に衝突することが効果的に防止される。外壁部12と内壁部14との間には、さらに前述の緩衝部材を配置してもよい。
FIG. 6B is a diagram illustrating another configuration example of the
拡散処理部10の外壁部12および内壁部14の軸方向に垂直な断面形状は、必ずしも円に限定されず、楕円または多角形、あるいはその他の形状であってもよい。また、拡散処理部10の回転によるR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2との攪拌を促進するため、拡散処理部10の内壁部14に突起を設けてもよい。
The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the
再び図2を参照する。 Refer to FIG. 2 again.
本実施形態では、拡散処理部10の内部に螺旋状の第1邪魔板70が設けられている。第1邪魔板70は、例えば図3(a)に示すような構成を有している。第1邪魔板70は、拡散処理部10が第1方向(図1の左側から処理装置を見たとき時計回り方向)に回転するとき、内部のRH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を分離部20に送出することができるが、第1方向とは反対の第2方向に回転するときは、RH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を内部に保持することができる。第1邪魔板の直径は内壁部14の内径より小さくしてもよい。その場合内壁部14と第1邪魔板70との間にできるクリアランスは、投入するRH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1が漏れ落ちないように設定する。
In the present embodiment, a spiral
また、図2の例では、第1邪魔板70は拡散処理部10に設けられているが、第1邪魔板70は、分離部20側に配置されていても良いし、拡散処理部10と分離部20の両方にまたがって配置されていても良い。
In the example of FIG. 2, the
以下、図4(a)〜(d)、図5を参照しながら、本実施形態における処理装置の動作を詳しく説明する。 Hereinafter, the operation of the processing apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (d) and FIG.
以下、本発明の好ましい実施形態で使用するR−T−B系焼結磁石体1、RH拡散源2の例を説明する。まず、本発明では、重希土類元素RHの拡散の対象とするR−T−B系焼結磁石体を準備する。本発明で準備するR−T−B系焼結磁石体は公知の組成からなる。このR−T−B系焼結磁石体は、例えば以下の組成からなる。希土類元素R:12〜17原子%、B(Bの一部はCで置換されていてもよい):5〜8原子%、添加元素M(Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Pb、およびBiからなる群から選択された少なくとも1種):0〜2原子%、T(Feを主とする遷移金属であって、Coを含んでもよい)および不可避不純物:残部
Hereinafter, examples of the RTB-based
ここで、希土類元素Rは、主として軽希土類元素RLから選択される少なくとも1種の元素であるが、重希土類元素RHを含有していてもよい。なお、重希土類元素RHは、DyおよびTbの少なくとも一方を含むことが好ましい。 Here, the rare earth element R is at least one element mainly selected from the light rare earth elements RL, but may contain a heavy rare earth element RH. The heavy rare earth element RH preferably contains at least one of Dy and Tb.
ただし、R−T−B系焼結磁石体の段階で多量の重希土類元素RHを添加したのでは、本発明の効果を充分に奏することはできないため、R−T−B系焼結磁石体に対して相対的に少ない量の重希土類元素RHが添加され得る。 However, if a large amount of heavy rare earth element RH is added at the stage of the R-T-B system sintered magnet body, the effects of the present invention cannot be fully achieved, so the R-T-B system sintered magnet body. A relatively small amount of heavy rare earth element RH can be added.
上記組成のR−T−B系焼結磁石体は、公知の製造方法によって製造される。 The RTB-based sintered magnet body having the above composition is manufactured by a known manufacturing method.
[RH拡散処理]
まず、図5のステップS10に示すように、R−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を図4(a)に示す拡散処理部10の内部にR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に装入する。このとき、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とはあらかじめ混合されて不図示の供給機により充填されている。拡散処理部10および分離部20は図4(a)に示すように内壁部を水平にしてもよいし、傾斜していてもよい。[RH diffusion processing]
First, as shown in step S10 of FIG. 5, the RTB-based
RH拡散源2は、DyおよびTbの少なくとも1種からなる重希土類元素RHまたはそれらを含有する合金である。RH拡散源2が合金からなる場合、重希土類元素RHを30質量%以上含有する合金であるのが好ましい。RH拡散源2の大きさは、R−T−B系焼結磁石体1よりも小さい。
The
さらに、図では示していないが、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2との接触を促進させることを目的に攪拌補助部材を用いても良い。攪拌補助部材はRH拡散源がR−T−B系焼結磁石体とより多く接触させる役割をする。また、R−T−B系焼結磁石体同士の直接接触による欠けを防止する効果もある。攪拌補助部材はジルコニア、窒化硼素、窒化ケイ素、炭化ケイ素またはこれらの混合物からなるセラミックス材料が好ましい。また、Mo、W、Nb、Ta、Hf、Zrを含む族の元素、または、これらの混合物からなる金属材料も好ましい。これらの材料は、RH拡散源と反応しにくい材料であるので、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2との分離を防止する効果が特に高い。また、攪拌補助部材はR−T−B系焼結磁石体より小さく、RH拡散源より大きいことが好ましい。
Furthermore, although not shown in the figure, an agitation assisting member may be used for the purpose of promoting contact between the RTB-based
次に、図5のステップS20に示すRH拡散処理を開始する。このRH拡散処理は、図4(a)に示す状態で拡散処理部10を回転しながらR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2の両方を加熱して行う。このとき、拡散処理部10は、水平な状態で回転することが好ましい。仮に分離部を下方にしている場合の回転は、第1邪魔板により分離部20への移動を阻止する方向で行う。
Next, the RH diffusion process shown in step S20 of FIG. 5 is started. This RH diffusion process is performed by heating both the RTB-based
RH拡散源2の形状は、拡散処理部10の回転によってR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2との間の接触点が速やかに移動する形状であることが好ましい。具体的には、RH拡散源2の表面には曲面が形成されていることが好ましい。RH拡散源2の好ましい形状の例は、例えば、球状、楕円球状、円柱状である。
The shape of the
拡散処理部10の内部は、ポンプなどの排気装置に連結されていてもよい。排気装置の働きにより、拡散処理部10の内部は、大気から遮蔽された状態(密閉状態)で減圧または加圧され得る。拡散処理部10の内部には、不図示のガスボンベからArなどの不活性ガスが導入され得る。
The inside of the
拡散処理部10は、不図示のヒータによって加熱される。ヒータにより、内部に収納されたR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2が加熱される。拡散処理部10は、中心軸の回りに回転可能に支持されているが、ヒータによる加熱中もモータによって回転することができる。拡散処理部10の内壁部における周速度は、例えば毎秒0.01m以上に設定される。回転によりR−T−B系焼結磁石体同士が激しく接触して欠けないよう、毎秒0.5m以下に設定するのが好ましい。
The
RH拡散処理時における拡散処理部10の内部は不活性雰囲気中であることが好ましい。本明細書における「不活性雰囲気」とは、真空、または不活性ガスを含むものとする。また、「不活性ガス」は、例えばアルゴン(Ar)などの希ガスであるが、R−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2との間で処理温度の範囲内で化学的に反応しないガスであれば、「不活性ガス」に含まれ得る。拡散処理部10の内部における雰囲気ガス圧力が大気圧に近いと、例えば特許文献1に示された技術ではRH拡散源2から重希土類元素RHがR−T−B系焼結磁石体1の表面に供給されにくくなる。しかし、本発明の好ましい実施形態において、RH拡散源2とR−T−B系焼結磁石体1とが近接または接触しているため、重希土類元素RHの供給量を大きくできる。このため、拡散処理部10の雰囲気ガス圧力は大気圧以下であれば充分である。また、真空度と重希土類元素RHの供給量との相関は比較的小さく、真空度を更に高めても、重希土類元素RHの供給量は大きくは影響されない。本願では重希土類元素RHの供給量は、R−T−B系焼結磁石体の温度を管理することにより調整できる。
The inside of the
本実施形態では、まず、拡散処理部10に投入した複数のR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を、500℃以上1000℃以下の温度に加熱し、所定時間、その温度範囲に保持する。このとき、本実施形態では、拡散処理部10を回転させる。
In the present embodiment, first, the plurality of RTB-based
500℃以上1000℃以下という温度範囲は、R−T−B系焼結磁石体1内部において、希土類元素の拡散が進行し得る温度であり、RH拡散源2をR−T−B系焼結磁石体1に接触させながら加熱処理を行ったときに、重希土類元素RHはR−T−B系焼結磁石体1の内部に拡散し、その保磁力を増加させる。このような温度範囲で拡散が生じる理由は、RH拡散源とR−T−B系焼結磁石体とが近接または接触し、両者の距離が充分に小さくなるためであると考えられる。
The temperature range of 500 ° C. or more and 1000 ° C. or less is a temperature at which the diffusion of the rare earth element can proceed inside the RTB-based
RH拡散処理の温度、保持時間は、RH拡散処理工程をする際のR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2の投入量の比率、R−T−B系焼結磁石体1の形状、RH拡散源2の組成、形状、RH拡散処理によってR−T−B系焼結磁石体1に供給される重希土類元素RHの量(拡散量)、攪拌補助部材の投入の有無等を考慮して決められる。
The temperature and holding time of the RH diffusion treatment are the ratio of the amount of the R-T-B system sintered
本実施形態では、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能な状態で拡散処理部を回転させるため、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とが連続または断続的に移動する。これにより、目的とするRH拡散を実現することができる。すなわち、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とは、一定箇所に固定して長時間接触または近接した状態とならず、連続的にまたは断続的にRH拡散源2とR−T−B系焼結磁石体1との接触部が移動または離間する。しかも、この間、RH拡散源2からR−T−B系焼結磁石体1に重希土類元素RHを供給することができる。
In the present embodiment, the RTB system is used in order to rotate the diffusion processing unit in a state in which the RTB system sintered
こうして、重希土類元素RHを含有するRH拡散源2とR−T−B系焼結磁石体1とを連続または断続的に移動させながら加熱することにより、RH拡散源2から重希土類元素RHをR−T−B系焼結磁石体1の表面に供給しつつ、R−T−B系焼結磁石体1の内部に拡散させることができる。
In this way, by heating the
なお、「R−T−B系焼結磁石体とRH拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に装入する」とは、前記の通り、装入工程後のRH拡散処理工程においてR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とが拡散処理部内で連続または断続的に移動することで、RH拡散源2とR−T−B系焼結磁石体1とが一定箇所に固定して長時間(例えば、1000℃で2分以上)接触または近接した状態に拘束されないようにすることを意味する。従って、本発明では、特許文献1に記載するようにR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2を所定位置に配置する必要はない。
In addition, as described above, “loading the RTB-based sintered magnet body and the RH diffusion source so as to be relatively movable and close to or in contact with each other” means the RH diffusion treatment step after the charging step as described above. In this case, the R-T-B system sintered
[分離]
次に、図5のステップS30を実行する。具体的には、図4(b)に示すように、分離部20を下方に傾斜させた状態で拡散処理部10を回転させることにより、拡散処理部10内のR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を分離部20に移動させる。このとき、第1邪魔板70は、RH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を分離部20へ搬送するため、図3(a)に示すように拡散処理部10の内壁部に溶接等により接続し、拡散処理部10の回転に追随するようにする。また、邪魔板が内壁部と接続していなくとも、邪魔板は投入口等から延ばしたシャフトに接続し独自に回転するようにしてもよい。拡散処理部10の回転に伴ってR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を分離部20に移動させるよう拡散処理部10の回転方向を選択する。[Separation]
Next, step S30 in FIG. 5 is executed. Specifically, as shown in FIG. 4B, by rotating the
分離部20は、RH拡散源2を選択的に排出することのできる構成を有している。好ましい実施形態において、分離部20の内壁部に開口部が設けられおり、その開口部はRH拡散源2よりも大きくかつR−T−B系焼結磁石体1よりも小さく形成されている。
The
分離部の内壁は、例として耐熱性を有する材料からなる網、または、複数の開口部が設けられた金属のプレートが挙げられる。 Examples of the inner wall of the separation part include a net made of a material having heat resistance, or a metal plate provided with a plurality of openings.
分離部20を傾斜回転させることにより、RH拡散源2は、図4(c)に示すように、分離部20の内壁に設けた開口部から分離部外側に落下する(図5のステップS40)。分離部20はRH拡散源2が落下した後も回転する。分離部20の内壁部はR−T−B系焼結磁石体1のみが残るように開口部の大きさを設定しているので、分離部20の回転によりRH拡散源2は分離部20の内壁部から分離部20の外側に排出される。落下されたRH拡散源2は不図示のバルブを通じてコンテナに回収される。
By tilting and rotating the
ここで、RH拡散源2が分離部20に残ってしまった場合は、さらに分離部20を水平に戻し、分離部の底部を振動させて分離部20に残るRH拡散源2を分離部20の内壁から分離部20の外側へ落下させてもよい。
Here, when the
また、別の実施形態として、図1、図2に記載の分離部20に代えて拡散処理部10の端面にネットを分離部として設置し、RH拡散源のみ分離部に収容するようにしてもよい。このときネットの目開きの大きさはR−T−B系焼結磁石体1が残る大きさにし、拡散処理部10を分離部と接している側に傾斜させたときネットの開口部からRH拡散源2が分離部に移動し、R−T−B系焼結磁石体1は拡散処理部10に残る。
As another embodiment, instead of the
[熱処理]
RH拡散処理工程および分離工程後に、拡散された重希土類元素RHをより均一に拡散する目的で、R−T−B系焼結磁石体1に対する熱処理を追加的に行う。このため、まず、R−T−B系焼結磁石体1を分離部20から再び拡散処理部10に戻す。具体的には、図4(d)に示すように、分離部20および拡散処理部10を下方に傾斜させた状態で、第1邪魔板70は、拡散処理部10の回転に伴ってR−T−B系焼結磁石体1を分離部20から拡散処理部10に移動させるよう拡散処理部10の回転方向を選択する。こうして、図4(d)に示すようにR−T−B系焼結磁石体1を拡散処理部10に移動させる(図5のステップS50)。[Heat treatment]
After the RH diffusion treatment step and the separation step, heat treatment is additionally performed on the RTB-based
なお、前述した分離部の別の実施形態で拡散処理部10の端面にネットを設置した場合は、分離部20にR−T−B系焼結磁石体1が移動していないので、R−T−B系焼結磁石体1を分離部20から再び拡散処理部10に戻す動作は不要となる。
In addition, when the net is installed on the end face of the
R−T−B系焼結磁石体1を拡散処理部10に戻した後、拡散処理部を回転させながら熱処理を行う。熱処理は、例えば500℃から1000℃の温度で実行される(図5のステップS60)。この熱処理では、R−T−B系焼結磁石体1の表面に対して重希土類元素RHの更なる供給は生じないが、R−T−B系焼結磁石体1の内部において重希土類元素RHの拡散が生じる。このため、R−T−B系焼結磁石体1の表面側から奥深くに重希土類元素RHが拡散し、磁石全体として保磁力を高めることが可能になる。熱処理の時間は、例えば10分から72時間である。好ましくは1時間から6時間である。その後、前述の熱処理が完了したR−T−B系焼結磁石体1は炉内を常温まで下げる徐冷を行った後、投入口15から排出される。
After returning the RTB-based
R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とを長時間近接した状態で熱処理を進行させると、重希土類元素RHが過大に供給され、R−T−B系焼結磁石体1の表面にRH被膜を生成してしまうという問題が生じてしまう場合がある。本実施形態では、RH拡散源2を取り除いた状態で熱処理を行うため、このような問題を回避することができる。
When the heat treatment is performed in a state where the RTB-based
本実施形態では、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とを近接、離間を繰り返してR−T−B系焼結磁石体1の表面から重希土類元素RHを供給するRH拡散処理後、RH拡散源2を選択的に分離する分離部を備えているため、RH拡散処理工程から熱処理工程までを効率よくスムーズに実行することができ、残留磁束密度を低下させることなく保磁力の向上したR−T−B系焼結磁石の生産性が大きく向上する。
In the present embodiment, the heavy rare earth element RH is supplied from the surface of the R-T-B system sintered
重希土類元素RHを主相結晶粒の外側から拡散させることにより、主相外殻部に重希土類置換層を形成することで、R−T−B系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部における結晶磁気異方性が高められると、主相全体の保磁力HcJが効果的に向上する。本発明では、R−T−B系焼結磁石体1の表面に近い領域だけでなく、R−T−B系焼結磁石体1の表面から奥深い領域においても重希土類置換層を主相外殻部に形成することができるため、保磁力HcJを向上させることが可能になる一方、重希土類置換層は十分に薄く、主相内部には重希土類元素RHがほとんど拡散されないため、残留磁束密度Brをほとんど低下させない。By diffusing the heavy rare earth element RH from the outside of the main phase crystal grains, a heavy rare earth substitution layer is formed in the main phase outer shell portion, so that the outer shell of the main phase crystal grains of the RTB-based sintered magnet can be obtained. When the magnetocrystalline anisotropy in the portion is increased, the coercive force H cJ of the entire main phase is effectively improved. In the present invention, the heavy rare earth substitution layer is disposed outside the main phase not only in the region close to the surface of the RTB-based
また、以上説明してきたように、本実施形態によれば、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とをRH拡散処理装置内の所定位置に並べる載置の時間が不要となる。
Further, as described above, according to the present embodiment, it is not necessary to place time for arranging the RTB-based
図7は、本実施形態における処理装置の別の構成を示す概略図である。図7の処理装置は、RH拡散処理を行うための拡散処理部10と、拡散処理部10から移動してきたRH拡散源およびR−T−B系焼結磁石体からRH拡散源を選択的に分離する分離部20と、RH拡散源が取り除かれた状態でR−T−B系焼結磁石体の熱処理を行う熱処理部30とを備えている。分離部20は、RH拡散処理後のR−T−B系焼結磁石体のみを熱処理部30に送出する機能をも有している。この例では、拡散処理部10、分離部20、および熱処理部30の全体が一体的に傾斜することが可能である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating another configuration of the processing apparatus according to the present embodiment. The processing apparatus of FIG. 7 selectively selects the RH diffusion source from the
図7に示す処理装置では、分離部20が拡散処理部10と熱処理部30との間に位置し、拡散処理部10と熱処理部30とを連結している。このため、R−T−B系焼結磁石体は、RH拡散処理工程、RH拡散源の分離工程、熱処理工程の一連の工程が完了するまで大気に暴露されることがない。また、RH拡散処理工程と熱処理工程との間に行われるRH拡散源の分離工程において、RH拡散源は人手を介することなく分離されるため、温度を下げることなく、RH拡散源の分離工程を行うことが可能になる。その結果、RH拡散処理工程から熱処理工程までの生産性が向上する。
In the processing apparatus shown in FIG. 7, the
拡散処理部10には投入口15が設けられている。投入口15からは、RH拡散処理前のR−T−B系焼結磁石体とRH拡散源とが拡散処理部10の内部に投入される。一方、熱処理部30には排出口35が設けられており、排出口35から、RH拡散処理および熱処理が終了したR−T−B系焼結磁石体が処理装置外に取り出される。
The
分離部20によって連結された拡散処理部10および熱処理部30は、それぞれ、路管から構成され、中心軸(不図示)の周りに回転可能に支持されている。
Each of the
より詳細には、拡散処理部10、分離部20、および熱処理部30を傾斜させる傾斜機構50が設けられており、傾斜機構50の働きにより、拡散処理部10、分離部20、および熱処理部30は、水平または傾斜状態をとることができる。拡散処理部10、分離部20、および熱処理部30は、不図示のモータによって中心軸の回りを回転することができる。拡散処理部10、分離部20、および熱処理部30は、水平状態および傾斜状態のいずれの場合においても回転することが可能であり、回転の方向および速度は、任意に設定され得る。
More specifically, a
傾斜機構50について説明をしたが、あらかじめ拡散処理部10、分離部20、および熱処理部30の全体が所定角度に傾いていても、同様の効果を得ることができる。
Although the
次に、図8を参照する。図8は、図7の処理装置の断面構成を模式的に示す図である。 Reference is now made to FIG. FIG. 8 is a diagram schematically showing a cross-sectional configuration of the processing apparatus of FIG.
図8に示すように、拡散処理部10は、内部にRH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を収容する空間を有し、傾斜した状態で回転することにより、RH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を分離部20に送出することができる。熱処理部30は、R−T−B系焼結磁石体1を収容する空間を有し、これも傾斜した状態で回転することにより、R−T−B系焼結磁石体1を排出口35に送出することができる。分離部20も、傾斜した状態で回転することにより、RH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1の中からRH拡散源2のみを効率的に外部に排出することができる。
As shown in FIG. 8, the
拡散処理部10の材料は、500〜1000℃程度の温度に耐える耐熱性を有し、少なくとも内壁部は、R−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2と反応しにくい材料から形成されることが好ましい。拡散処理部10の内壁部は、例えば、Nb、Mo、W、Taの金属またはそれらの少なくとも1種を含む合金から形成され得る。また、拡散処理部10の内壁部は、Fe−Cr−Al系合金、Fe−Cr−Co系合金を用いてもよい。このことは、分離部20、熱処理部30でも同様である。
The material of the
図8でも、拡散処理部10の内部に螺旋状の第1邪魔板70が設けられている。第1邪魔板70は、拡散処理部10が第1方向に回転するとき、内部のRH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を分離部20に送出することができるが、第1方向とは反対の第2方向に回転するときは、RH拡散源2およびR−T−B系焼結磁石体1を拡散処理部10の内部に保持することができる。同様に、熱処理部30の内部には、図3(b)に示す螺旋状の第2邪魔板80が設けられている。第2邪魔板80は、第1邪魔板70に対してらせんねじれ方向が反対向きになるよう配置される。その結果、第2邪魔板80は、熱処理部30が第1方向に回転するとき、分離部20内のR−T−B系焼結磁石体1を分離部20内に保持するが、第2方向に回転するときは、分離部20内のR−T−B系焼結磁石体1を熱処理部30の内部に送出することができる。
Also in FIG. 8, a spiral
第1邪魔板70、第2邪魔板80は通常内壁部に固定されている。内壁部14と第1邪魔板70、第2邪魔板80との間の間隔は、投入するRH拡散源、R−T−B系焼結磁石体が漏れ落ちないように設定する。
The
次に、図9(a)〜(d)、図10を参照しながら、図7、8に示した別の処理装置の動作を詳しく説明する。 Next, the operation of another processing apparatus shown in FIGS. 7 and 8 will be described in detail with reference to FIGS.
[RH拡散処理]
まず、図10のステップS110に示すように、R−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を図9(a)に示す拡散処理部10の内部に装入する。このとき、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とはあらかじめ混合し不図示の供給機に充填している。ここで、RH拡散源2の大きさは、R−T−B系焼結磁石体1よりも小さくなるよう調整する。[RH diffusion processing]
First, as shown in step S110 of FIG. 10, the RTB-based
不図示の供給機を振動または投入口を傾斜させて拡散処理部10に装入する。ここで拡散処理部10を回転させておくとR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とを拡散処理部10にスムーズに装入することができる。
A feeder (not shown) is inserted into the
また、図9(a)のように拡散処理部10、分離部20、および熱処理部30が水平状態のまま、拡散処理部10にR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を装入するためスクリューコンベアを用いて装入してもよい。
Further, as shown in FIG. 9A, the RTB-based
次に、図10のステップS120に示すRH拡散処理を開始する。このRH拡散処理は、図9(a)に示す状態で拡散処理部10を回転させることで、装入されたR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2の両方を攪拌しつつ加熱しRH拡散処理を行う。このとき、拡散処理部10は、水平な状態で回転することが好ましい。
Next, the RH diffusion process shown in step S120 of FIG. 10 is started. In this RH diffusion treatment, both the loaded RTB-based
RH拡散処理での他の実施条件は図4(a)を参照して説明した条件と同じである。 Other implementation conditions in the RH diffusion process are the same as those described with reference to FIG.
[分離]
次に、図10のステップS130を実行する。具体的には、図9(b)に示すように、拡散処理部10を傾斜させた状態で回転させ、それによってR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を分離部20に移動させる。[Separation]
Next, step S130 of FIG. 10 is executed. Specifically, as shown in FIG. 9B, the
このとき、拡散処理部10の回転方向をRH拡散処理時とは逆方向に回転させることにより、第1邪魔板70は、拡散処理部10の回転に伴ってR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を分離部20に移動させることができる。
At this time, the
分離部20の内壁部には開口部が設けられており、図9(c)に示すように、RH拡散源2が分離部20の内壁部に設けた開口部から分離部外側に落下し(図10のステップS140)、分離部の外側にRH拡散源2を選択的に排出できるようになっている。
An opening is provided in the inner wall portion of the
ここで開口部の目の大きさはRH拡散源2の大きさより大きく、R−T−B系焼結磁石体1の大きさよりも小さくなるように設定されている。
Here, the size of the opening is set to be larger than the size of the
この設定により、拡散処理部10を傾斜させた状態で回転させ、それによってR−T−B系焼結磁石体1およびRH拡散源2を分離部20に移動させ、分離部20にてR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とが分離され、RH拡散源2のみが分離部の外側に排出される。好ましい実施形態において、内壁部は、網状、または、金属のプレートに複数の開口部が設けられた構成がよい。
With this setting, the
ここで、攪拌補助部材を用いる場合、攪拌補助部材が分離部からRH拡散源とともにR−T−B系焼結磁石体と分離部の外側に排出されるか、それともRH拡散源とともに分離部の外側に排出されずにいるかは、R−T−B系焼結磁石体の形状、重量等に応じて任意に決定する。 Here, in the case where the stirring assisting member is used, the stirring assisting member is discharged from the separation unit together with the RH diffusion source to the outside of the RTB-based sintered magnet body and the separation unit, or together with the RH diffusion source, the separation unit. Whether it is not discharged to the outside is arbitrarily determined according to the shape, weight, etc. of the RTB-based sintered magnet body.
さらに、R−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とが分離部20に移動した後、分離部20を水平に戻し、分離部20を振動させてRH拡散源2をふるい落とす機構をさらに備えていてもよい。
Further, after the RTB-based
[熱処理]
RH拡散処理工程後に、拡散された重希土類元素RHをより均一に拡散する目的で、R−T−B系焼結磁石体1に対する熱処理を行う。このため、まず、R−T−B系焼結磁石体1を分離部20から熱処理部30に移動させる。具体的には、図9(d)に示すように、分離部20および熱処理部30を傾斜させた状態で、熱処理部30を適切な方向に回転させる。このとき、第2邪魔板80は、熱処理部30の回転に伴ってR−T−B系焼結磁石体1を熱処理部30に移動させるように設置する(図10のステップS150)。こうして、図9(d)に示すようにR−T−B系焼結磁石体1を熱処理部30に移動させる。[Heat treatment]
After the RH diffusion treatment step, the RTB-based
熱処理は、例えば500℃から1000℃の温度で実行される(図10のステップS160)。この熱処理では、R−T−B系焼結磁石体1の表面に対して重希土類元素RHの更なる供給は生じないが、R−T−B系焼結磁石体1の内部において重希土類元素RHの拡散が生じる。このため、R−T−B系焼結磁石体1の表面側から奥深くに重希土類元素RHが拡散し、磁石全体として保磁力を高めることが可能になる。熱処理の時間は、10分から72時間である。好ましくは1時間から6時間である。熱処理が完了したR−T−B系焼結磁石体1は炉内を常温まで下げる徐冷を行った後、排出口35から排出される。
The heat treatment is performed at a temperature of, for example, 500 ° C. to 1000 ° C. (step S160 in FIG. 10). This heat treatment does not cause further supply of the heavy rare earth element RH to the surface of the RTB-based
本実施形態では、RH拡散源2を取り除いた状態で熱処理を行うため、R−T−B系焼結磁石体1の表面にRH被膜を生成してしまう問題を回避することができる。
In this embodiment, since the heat treatment is performed in a state where the
本実施形態でも、R−T−B系焼結磁石体とRH拡散源とを近接、離間を繰り返してR−T−B系焼結磁石体表面から重希土類元素RHを供給するRH拡散処理後、RH拡散源を選択的に分離する分離部を備えているため、RH拡散処理工程から熱処理工程までを効率よくスムーズに実行することができ、残留磁束密度を低下させることなく保磁力の向上したR−T−B系焼結磁石の生産性が大きく向上する。 Also in the present embodiment, after the RH diffusion process of supplying the heavy rare earth element RH from the surface of the RTB system sintered magnet body by repeatedly approaching and separating the RTB system sintered magnet body and the RH diffusion source. Since the separation part for selectively separating the RH diffusion source is provided, the process from the RH diffusion treatment process to the heat treatment process can be performed efficiently and smoothly, and the coercive force is improved without reducing the residual magnetic flux density. The productivity of the RTB-based sintered magnet is greatly improved.
また、図9の例では、第1邪魔板70は拡散処理部10に設けられているが、第1邪魔板70は、分離部20側に配置されていても良いし、拡散処理部10と分離部20の両方にまたがって配置されていても良い。同様に、第2邪魔板80も、分離部20側に配置されていても良いし、分離部20と熱処理部30の両方にまたがって配置されていても良い。
In the example of FIG. 9, the
第1邪魔板70および第2邪魔板80が相互にねじれ方向が逆となるように配置されているため、図9(b)の状態から図9(c)の状態に変化するとき、R−T−B系焼結磁石体1が熱処理部30に移動することを阻止できる。もしも、第2邪魔板80が第1邪魔板70を平行に移動させた配置をとっているならば、R−T−B系焼結磁石体1は、分離部を通り抜けて熱処理部30にまで到達してしまう。
Since the
以上、説明してきたように、本実施形態によってもR−T−B系焼結磁石体1とRH拡散源2とをRH拡散処理装置内の所定位置に並べる載置の時間が不要となる。
As described above, according to the present embodiment, the time for placing the RTB-based
本発明は、高残留磁束密度、高保磁力のR−T−B系焼結磁石の作製に適用できる。このような磁石は、高温下に晒されるハイブリッド車搭載用モータ等の各種モータや家電製品等に好適である。 The present invention can be applied to the production of an RTB-based sintered magnet having a high residual magnetic flux density and a high coercive force. Such a magnet is suitable for various motors such as a motor for mounting on a hybrid vehicle exposed to high temperatures, home appliances, and the like.
1 R−T−B系焼結磁石体
2 RH拡散源
10 拡散処理部
14 内壁部
15 投入口
20 分離部
30 熱処理部
35 排出口
50 傾斜機構
70 第1邪魔板
80 第2邪魔板DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記拡散処理部に隣接し、前記拡散処理部から送出した前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体から前記RH拡散源を選択的に分離するために回転する分離部と、
前記拡散処理部および前記分離部を傾ける傾斜機構と、
を備える処理装置。 An RH diffusion source made of a metal or an alloy of heavy rare earth element RH (consisting of at least one of Dy and Tb) and a diffusion treatment section that rotates while heating the RTB-based sintered magnet body;
A separation unit that is adjacent to the diffusion processing unit and rotates to selectively separate the RH diffusion source from the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body delivered from the diffusion processing unit;
A tilt mechanism for tilting the diffusion processing section and the separation section;
A processing apparatus comprising:
前記拡散処理部は、前記分離部から移動してきた前記R−T−B系焼結磁石体に対する熱処理を行う請求項1または2に記載の処理装置。 While the separation unit is rotated, the RTB-based sintered magnet body is sent to the diffusion processing unit,
The processing apparatus according to claim 1, wherein the diffusion processing unit performs a heat treatment on the RTB-based sintered magnet body that has moved from the separation unit.
前記分離部は、第2内壁部を収容する第2外壁部を有し、
少なくとも前記第1内壁部は、円筒形で、Mo、W、Nb、Taの少なくとも1種からなる金属または合金からなる請求項1から3に記載の処理装置。 The diffusion processing part has a first outer wall part that houses the first inner wall part,
The separation part has a second outer wall part that houses the second inner wall part,
4. The processing apparatus according to claim 1, wherein at least the first inner wall portion is cylindrical and made of a metal or an alloy made of at least one of Mo, W, Nb, and Ta. 5.
前記拡散処理部の邪魔板は、第1方向に回転するとき、前記拡散処理部内の前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を前記分離部に送出し、かつ、前記第1方向とは反対の第2方向に回転するとき、前記拡散処理部内の前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を前記拡散処理部内に保持する、請求項1から4のいずれかに記載の処理装置。 A spiral baffle plate is provided on the inner wall of the diffusion processing unit,
When the baffle plate of the diffusion processing unit rotates in the first direction, the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body in the diffusion processing unit are sent to the separation unit, and the first The RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body in the diffusion processing unit are held in the diffusion processing unit when rotating in a second direction opposite to the one direction. The processing apparatus in any one.
前記拡散処理部に隣接し、前記拡散処理部から送出した前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体から前記RH拡散源を選択的に分離するため回転する分離部と、
前記分離部に隣接し、前記拡散処理部で重希土類元素RHが拡散された前記R−T−B系焼結磁石体に対して、前記RH拡散源が取り除かれた状態で回転しながら熱処理を行う熱処理部と、
少なくとも前記拡散処理部、前記分離部および前記熱処理部を傾ける傾斜機構と、
を備える処理装置。 An RH diffusion source made of a metal or an alloy of heavy rare earth element RH (consisting of at least one of Dy and Tb) and a diffusion treatment section that rotates while heating the RTB-based sintered magnet body;
A separation unit that is adjacent to the diffusion processing unit and rotates to selectively separate the RH diffusion source from the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body delivered from the diffusion processing unit;
The RTB-based sintered magnet body adjacent to the separation unit and having the heavy rare earth element RH diffused in the diffusion processing unit is subjected to heat treatment while rotating with the RH diffusion source removed. A heat treatment section to be performed;
An inclination mechanism for inclining at least the diffusion treatment part, the separation part and the heat treatment part;
A processing apparatus comprising:
前記分離部は、前記RH拡散源および前記R−T−B系焼結磁石体を収容し、開口部が設けられた円筒形状の第2内壁部を有し、回転させられながら、前記RH拡散源を前記開口部から外部に排出し、かつ、前記R−T−B系焼結磁石体を前記熱処理部に送出し、
前記熱処理部は、前記R−T−B系焼結磁石体を収容する円筒形状の第3内壁部を有し、駆動部によって回転させられながら、前記R−T−B系焼結磁石体を排出口に送出する請求項7または8に記載の処理装置。 The diffusion processing unit has a cylindrical first inner wall that accommodates the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body, and is rotated while the RH diffusion source and the RT -Send the B-based sintered magnet body to the separation part,
The separation part accommodates the RH diffusion source and the RTB-based sintered magnet body, and has a cylindrical second inner wall part provided with an opening, and is rotated while being rotated. Discharging the source from the opening to the outside, and sending the RTB-based sintered magnet body to the heat treatment unit;
The heat treatment portion has a cylindrical third inner wall portion that accommodates the RTB-based sintered magnet body, and the RTB-based sintered magnet body is rotated while being rotated by a driving portion. The processing device according to claim 7 or 8, wherein the processing device is sent to a discharge port.
前記拡散処理部の邪魔板は、前記熱処理部の邪魔板とは螺旋方向が反対向きとなるように保持されている、請求項7から9のいずれかに記載の処理装置。 A spiral baffle plate is provided on the inner wall of the diffusion treatment part and the heat treatment part,
The processing apparatus according to claim 7, wherein the baffle plate of the diffusion processing unit is held so that a spiral direction is opposite to that of the baffle plate of the heat treatment unit.
前記分離部は、第2内壁部を収容する第2外壁部を有し、
前記熱処理部は、第3内壁部を収容する第3外壁部を有し、
少なくとも前記第1内壁部および前記第3内壁部は、円筒形で、Mo、W、Nb、Taの少なくとも1種からなる金属または合金からなる請求項7から10のいずれかに記載の処理装置。 The diffusion processing part has a first outer wall part that houses the first inner wall part,
The separation part has a second outer wall part that houses the second inner wall part,
The heat treatment part has a third outer wall part for accommodating a third inner wall part,
The processing apparatus according to any one of claims 7 to 10, wherein at least the first inner wall portion and the third inner wall portion are cylindrical and made of a metal or alloy made of at least one of Mo, W, Nb, and Ta.
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